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通过阴离子开环聚合得到的单体浇铸尼龙6具有较好的强度、刚度、耐磨性、耐化学性能，在工业领域的到了广泛的应用。然而，单体浇铸尼龙6对缺口敏感，特别是低温缺口冲击强度差，这大大限制了其用途的拓展。目前，国内外主要改性方法有己内酰胺与其它内酰胺如十二内酰胺共聚，该方法对聚酰胺6的冲击性能改善有限，而且成本高；采用官能化弹性体、特殊结构的催化剂或助催化剂、增塑剂等方法改善单体浇铸尼龙6的抗冲击性能，这种方法需要加入大量的改性组分，往往会导致材料在提高抗冲击性的同时大大损失其模量、强度和耐热性。本论文采用新的方式，即通过原位阴离子聚合引入其它结构的聚酰胺形成聚酰胺6/聚酰胺复合物，来提高单体浇铸尼龙6的韧性，研究了所制备的复合物结构与性能的关系。
本文主要分为三个部分。首先通过己内酰胺原位阴离子聚合法合成了三种体系的聚酰胺-6/聚酰胺复合物：聚酰胺6/聚酰胺66复合物，聚酰胺6/聚酰胺1010复合物和聚酰胺6/聚酰胺1212复合物；同时，通过挤出共混法制备了相应的共混物；对这三种体系复合物的力学性能、相形态、结晶性能和热性能及其对应的挤出共混物的相关性能进行了全面的研究。然后，重点以酰胺6和聚酰胺66为对象，研究了纯的聚酰胺6和聚酰胺6/聚酰胺66复合物中强烈的分子间相互作用——氢键的变化以及升温过程中的Brill转变，结合经典的动力学方法研究了二者在结晶过程中结晶的成核和增长的机理。最后，通过动态粘弹谱、原子力显微镜、扫描电镜所得到的实验结果，对聚酰胺6/聚酰胺复合物的增韧机理进行了研究。主要研究工作如下：1.原位聚合法制备高韧性的聚酰胺6/聚酰胺复合物
本文发现了一种增韧聚酰胺6的新途径，即用聚酰胺来增韧通过己内酰胺原位阴离子聚合的聚酰胺6。首次通过这种方法合成了一系列聚酰胺6/聚酰胺复合物，包括聚酰胺6/聚酰胺66复合物，聚酰胺6/聚酰胺1010复合物和聚酰胺6/聚酰胺1212复合物。力学性能研究表明，少量第二种聚酰胺的加入就能显著提高聚酰胺6的缺口冲击性能，同时能保持拉伸性能，而相应的挤出共混物其性能基本不变。随着第二种聚酰胺含量的增加，三种体系都存在一个脆韧转变，发生脆韧转变的次序分别是PA6/PA66先于PA6/PA1010，而PA6/PA1010又先于PA6/PA1212。
2.聚酰胺-6/聚酰胺复合物的相形态通过DSC、SEM和DMA研究了各种复合物的相结构，结果表明PA66能以分子水平分散到PA6/PA66复合物中，而长链烷基聚酰胺与聚酰胺6所形成的复合物有一定的相分离，分散相与基体间的界面结合得很好，分散相呈微纤状、彼此间相互交错，且相尺寸随着烷基链长的增加而增大，这种微纤状结构未见文献报道。而相应的挤出法制备的共混物则都表现为不相容体系，呈现出明显的相分离。原位聚合法能制备出分散更好的复合物，通过调整被引入的聚酰胺烷基链的长短能实现对复合物相形态的控制。
3.聚酰胺-6/聚酰胺复合物的结晶性能及结晶形态利用DSC研究了原位聚合法聚酰胺-6/聚酰胺复合物的结晶行为，结果表明作为少量组分的聚酰胺在聚酰胺-6/聚酰胺复合物中不结晶，能以非晶的形态分散在PA6中，另一种聚酰胺的引入导致了聚酰胺-6/聚酰胺复合物中PA6的结晶度、熔点和结晶温度的降低，阻碍了PA6的结晶行为。同时，原子力显微镜观察表明，PA66能明显降低PA6/PA66复合物的球晶尺寸并使其尺寸分布变窄，而且造成球晶内部的片径束的尺寸也大大减小，球晶变得更不完善。
4.聚酰胺-6/聚酰胺复合物的相容性利用DSC表征了纯的聚酰胺6和聚酰胺-6/聚酰胺复合物的平衡熔点。聚酰胺6/聚酰胺66复合物的平衡熔点与聚酰胺66组份分数基本呈线性关系，表明二者为理想的混合体系；复合物的平衡熔点与聚酰胺1212组份分数的曲线形状呈现开口向上形状，说明聚酰胺6/聚酰胺1212体系为弱相互作用体系。
5.聚酰胺-6/聚酰胺复合物的分子间的相互作用本质红外FTIR表明，室温下，与纯PA6的相比，PA6/PA66复合物整体氢键强度明显降低了。PA6中的有序结构(结晶结构)比PA6/PA66复合物的有序结构在高温下具有更好的稳定性。纯PA6的Brill转变温度为160℃-180℃，PA6/PA66复合物的Brill转变温度有所降低，为150℃-170℃。PA66的引入破坏了PA6原有氢键的有序性。
6.PA6和PA6/PA66复合物的结晶动力学
采用经典的结晶动力学理论对PA6和PA6/PA66复合物的结晶动力学过程进行了研究。结果表明，Ozawa方程能很好的描述PA6和PA6/PA66复合物初级结晶阶段的非等温结晶动力学过程。PA6/PA66复合物的Ozawa指数在初级结晶阶段接近于3，这表明成核为非均相机理，球晶的空间增长为三维的，但结晶形态随着温度的降低变得更加无序。相同的结晶速度下，PA6/PA66复合物的结晶温度更低，说明PA66的加入使复合物的结晶能力降低了。
7.聚酰胺-6/聚酰胺复合物的增韧机理利用动态力学分析、原子力显微镜、扫描电镜等多种表征手段对聚酰胺-6/聚酰胺复合物的微观结构、相形态、结晶结构进行了表征。结果表明，第二种聚酰胺的加入，导致聚酰胺-6/聚酰胺复合物的Tg的降低，更低的玻璃化转变温度使材料在冲击下大分子链更易变形；复合物中更小的球晶尺寸及更窄的球晶尺寸分布有利于分散纯PA6内部的应力集中，有利于冲击强度的提高；具有很大长径比的微纤的存在可能也是引起材料韧性显著改进的重要原因。